JP4458935B2

JP4458935B2 - 視野計

Info

Publication number: JP4458935B2
Application number: JP2004163394A
Authority: JP
Inventors: 尚人鈴木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: US7377646B2; JP2005342107A; US20050280776A1; DE102005025177A1

Description

本発明は、被検眼の視野を計測する視野計に関する。

被検眼の緑内症等の疾病を診断する上で、被検眼の視野を計測することが有効な手段とされている。被検眼の視野を計測する装置としては、ドーム型のスクリーンやＬＣＤディスプレイ等の電子表示パネルに刺激視標を呈示し、この刺激視標の位置と輝度を変化させ、視標が視認できるか否かの被検者の応答を得ることにより、視標が見えなくなる最小輝度の閾値を検査するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは自覚式の閾値検査方法による視野計である。

また、網膜機能を他覚的に測定する光学計測法が提案されている（非特許文献１参照）。この技術は、神経活動によって二次的に発生する吸光度の変化（内因性信号）を刺激前と刺激後とで比較するものである。網膜機能につては、フラッシュ刺激光を照射した前後の反射をＣＣＤカメラでモニタし、ＣＣＤカメラで撮像した眼底画像を比較することにより他覚的に得られる。また、これとは別に、刺激光の照射前後の網膜画像を処理して網膜の機能に対応する示差機能信号を得るシステムも提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−２３５８００号公報特表２００２−５２１１１５号公報参照角田、他、「光学計測法による新しい網膜機能検査方法の開発」、日本眼科学会雑誌、第１０７回日本眼科学会総会講演抄録、平成１５年３月１５日発行、Ｐ２９９

しかしながら、従来の閾値検査方法の視野計においては、５０〜１００個の検査点で、それぞれ視標の輝度を一定の基準値から少しずつ減少させていたため、計測時間が長く掛かり、被検者に負担が掛かるという問題があった。計測時間が長く、被検者に掛かる負担が大きいと、計測データの信頼性も低くなる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、検査時間を短縮し、計測結果の精度を向上することができる視野計を提供することを技術課題とする。

（１）被検眼の視野内に呈示する刺激視標の位置及びその輝度を変化させる視標呈示手段であって、各検査点で呈示した刺激視標の輝度に対する被検者の視認の応答信号の有無によって所定輝度分だけ輝度を増減させた一定輝度の刺激視標を呈示する視標呈示手段を備え、被検者の自覚による網膜視野の感度閾値を計測する視野計において、可視刺激光の照射前後で撮像された眼底画像を処理することにより眼底の各部位で他覚的に測定された網膜の機能情報を示す内因性信号を入力する他覚情報入力手段と、該他覚情報入力手段により入力された内因性信号であって、前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の各検査点に対応する部位の内因性信号に基づいて刺激視標の初期基準輝度を検査点毎に決定する輝度決定手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の視野計において、被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光学系の照明光により照明された被検眼眼底を対物レンズを介して撮像する撮像素子を持つ眼底撮像光学系と、該眼底撮像光学系により撮像された眼底画像をモニタに表示する表示手段であって、前記検査点毎に得られた網膜視野の感度閾値を眼底画像に重ね合わせて表示する表示手段と、を備え、前記視標呈示光学系は前記眼底撮像光学系の前記対物レンズを含む一部の光路を共用して被検眼の視野内に刺激視標を呈示する呈示光学系を持つことを特徴とする。
（３）被検眼の視野内に呈示する刺激視標の位置及びその輝度を変化させる視標呈示手段を備え、被検者の視認による応答を得て網膜の感度閾値を計測する視野計において、被検眼に可視刺激光を照射する刺激光照射光学系と、前記可視刺激光と異なる光により被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光により照明された眼底を対物レンズを介して撮像する撮像素子を持つ撮像光学系と、前記可視刺激光の照射前後で前記撮像素子により撮像された少なくとも２つの眼底画像に基づいて前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の各検査点に対応した網膜の機能情報を他覚的に得る画像処理手段と、該画像処理手段により得られた他覚的な網膜の機能情報に基づいて前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の基準輝度を検査点毎に決定する輝度決定手段とを備え、前記視標呈示手段は前記撮像光学系の対物レンズを含む少なくとも一部の光路を共用して被検眼の視野内に刺激視標を呈示する呈示光学系を持つことを特徴とする。

本発明によれば、検査時間を短縮でき、計測結果の精度を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態における視野計の光学系構成図であり、図２は制御系のブロック図である。実施形態の視野計は、眼底カメラの機能、及び網膜機能（網膜の感度）を他覚的に測定する機能を備える。

図１において、Ｅは被検眼を示す。光源１からは赤外光が出射される。ハロゲンランプと赤外光透過フィルタを用いて赤外光束とすることも可能である。光源１から赤外光束は、光軸Ｌ１に置かれたコンデンサレンズ２、コールドミラー３を介してリングスリット４を照明する。リングスリット４からの光束は、リレーレンズ５を介して穴開きミラー６の開口部近傍に中間像を形成するとともに光軸Ｌ２上に置かれた穴開きミラー６の周辺面で反射される。穴開きミラー６で反射したリングスリット光束は、対物レンズ７により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦結像した後、拡散して被検眼眼底部を一様に照明する。コールドミラー３は可視光を反射し、赤外光を透過する特性を有している。また、キセノンフラッシュランプからなる撮影用光源８から出射されたフラッシュ光は、コンデンサレンズ９を経た後、コールドミラー３により反射してリングスリット４、リレーレンズ５、穴開きミラー６、対物レンズ７を介して被検眼Ｅの眼底を照明する。このような構成により照明光学系を形成している。撮影用光源８から対物レンズ７までの光学系は、他覚的な網膜機能の測定時に被検眼眼底に可視刺激光を照射する光学系を兼ねている。

被検眼Ｅの眼底からの反射光束（赤外光束）は、光軸Ｌ２上に配置された対物レンズ７、穴開きミラー６、レンズ１０，１１，１２を経た後、赤外光を反射し可視光を透過する特性を有するビームスプリッタ１３にて反射し、レンズ１４に導光され、赤外域に感度を持つ観察用ＣＣＤカメラ１５の受光面に結像する。穴開きミラー６の穴は、被検眼瞳孔と共役な位置にあり、撮影絞りを構成する。レンズ１１は光軸方向に駆動可能なフォーカシングレンズであり、光軸Ｌ２上におけるレンズ１１の位置を変化させることにより、被検眼Ｅの眼底とカメラ１５の受光面とを共役な関係にすることができる。対物レンズ７からカメラ１５により観察光学系を兼ねる赤外撮像光学系が構成される。

可視光による撮影光学系は、観察光学系の対物レンズ７からビームスプリッタ１３までを共用する。ビームスプリッタ１３を透過した眼底からの可視反射光束は、レンズ１６を介し、ミラー１７にて反射した後、可視域に感度を有する撮影用ＣＣＤカメラ１８に入射し、その受光面に眼底像が結像される。カメラ１５の受光面は、カメラ１８の受光面及び被検眼眼底と光学的に共役な位置になるように設置されている。可視撮影及び赤外撮影の撮影画角は４５度である。

自覚式の視野計測を行うための視標呈示光学系は、撮像光学系として用いられる対物レンズ７からレンズ１６までを共用し、縮小レンズ１９、視野計測用の視標を呈示するＬＣＤディスプレイ２０にて構成される。縮小レンズ１９はＬＣＤディスプレイ２０の視標呈示領域全体を被検眼Ｅに投影するために用いられる。なお、視野計測時（視標呈示時）には、ミラー１７は光路外に退避されている。ＬＣＤディスプレイ２０に呈示された視標は、縮小レンズ１９、レンズ１６、ビームスプリッタ１３、レンズ１０〜１２、穴開きミラー６、対物レンズ７を経て被検眼Ｅの眼底に投影される。ＬＣＤディスプレイ２０の中心（光軸Ｌ２）には被検眼の固視目標となる十字形状の固視視標が形成される。また、視野計測用の検査視標（刺激視標）は、その呈示位置や輝度、大きさを変えることができるようになっている。

図２において、３０は眼科装置のシステム全体を駆動制御するための制御部であり、観察用光源１、撮影用光源８、ＬＣＤディスプレイ２０、画像処理部３２、画像切換部３３、メモリ３４、応答ボタン３５が接続されている。応答ボタン３５は視野計測時に被検者が呈示視標を視認できたときに使用するものである。また、制御部３０には撮影ボタン３７ａ、眼底撮影モードや視野計測モード等のモード切換ボタン３７ｂ、視野計測のスタートボタン３７ｃ等が備えられているコントロール部３７も接続されている。

画像処理部３２は、カメラ１８にて得られる画像に対して画像処理を行う。また、画像処理部３２はカメラ１５にて得られる画像に対しても画像処理を行うことができるようになっている。画像切換部３３はモニタ３１の表示をカメラ１５の動画観察画像やカメラ１８からの静止画像に切り換える。メモリ３４はカメラ１５，１８にて撮影された画像や、視野計測において得られた被検者の応答情報を記憶する。また、制御部３０は網膜機能の演算処理、自覚式視野計測時の演算処理を行う。

以上のような構成を備える視野計において、その動作を説明する。切換ボタン３７ｂでは、他覚的網膜機能測定モード、自覚的視野計測モード、眼底撮影モードが選択できる。以下では、他覚的網膜機能測定モードに続いて、自覚的視野計測モードを実行する場合を説明する。

他覚的網膜機能測定モードに設定すると、光源１が点灯され、赤外光にて照明された被検眼眼底はカメラ１５に撮像される。検者は、モニタ３１に映し出される眼底像を観察しながら、図示なきジョイスティック等を操作して光学系を被検眼に対して移動し、被検眼に対する装置のアライメントを行う。また、検者はレンズ１１を光軸方向に移動することによって眼底像のピント合わせを行うことにより、眼底に対するフォーカス合わせを行う。なお、他覚的網膜機能測定時には、ミラー１７は光路上から退避されていると共に、ＬＣＤディスプレイ２０の中心（光軸Ｌ２上）には固視標が形成されている。被検眼にはＬＣＤディスプレイ２０の固視標を固視させる。

アライメント及びフォーカス合わせができたら、検者は測定スタートボタン３７ｃを押し、網膜機能測定を実行する。網膜機能測定では、図４に示す様に、撮影光源８の発光の前後で少なくとも２つの眼底画像である観察画像Ａと観察画像Ｂとを取得する。測定スタートボタン３７ｃのトリガ信号により、制御部３０は赤外光により照明された眼底像をカメラ１５で撮像し、この観察画像Ａをメモリ３４に記憶する。画像Ａを取得後、一定時間後（０．５秒後）に撮影光源１８を発光し、被検眼に可視の刺激光を照射する。このとき、制御部３０は被検眼眼底の可視撮影も同時に行う。光源１８の発光に同期してミラー１７を撮影光路上に挿入することにより、眼底からの可視反射光束はカメラ１８に導かれ、可視眼底像が撮像される。カメラ１８で撮像された可視眼底画像は、メモリ３４に記憶される。可視撮影が完了すると、制御部３０は再びミラー１７を光路外に退避させる。続いて、撮影光源１８の発光から一定時間後（０．５秒〜３秒後、好ましくは刺激光の発光から短い時間である０．５秒後）に、再び赤外光により照明された眼底像をカメラ１５で撮像し、この観察画像Ｂをメモリ３４に記憶する。

眼底画像Ａ及びＢが取得できると、制御部３０は刺激前後の画像Ａと画像Ｂの輝度データを比較することにより、網膜機能情報を示す内因性信号を演算する。この網膜機能情報の測定は、先に説明した非特許文献１で提案されている技術を使用できる。網膜細胞を可視光により刺激すると、神経細胞の活動が起こり、酸素の消費や細胞組織の変化が生じ、可視刺激光の前後における赤外反射光の強度が変化する。このため、可視刺激光の照射前後における２つの画像の輝度を比較することにより、網膜機能情報を示す内因性信号が得られる。本実施形態の一つの例では、観察画像Ｂの輝度Ｐｂを観察画像Ａの輝度Ｐａで除した値（Ｐｂ／Ｐａ）を内因性信号Ｓ1として求める。内因性信号Ｓ1は、自覚的な視野計測の各検査点に対応させ、図３に示す眼底上の７６ヶ所の部位にて求め、これをメモリ３４に記憶する（網膜機能情報を入力する）。なお、２つの画像Ａ，Ｂの比較に際しては、被検眼の微小な動きがあるので、両者に共通の特異点を合わせる方法等により、両者のずれを補正して位置合わせしておくことが好ましい。

他覚的網膜機能測定が終了したら、切換ボタン３７ｂにより自覚的視野計測モードに切換える。視野計測モードに切換えられると、制御部３０は、メモリ３４に記憶された内因性信号Ｓ1に基づき、ＬＣＤディスプレイ２０に呈示する刺激視標の初期基準輝度（検査開始時の輝度）を、７６ヶ所の検査点毎に決定する。刺激視標の初期基準輝度は、次のように決定する。

網膜神経細胞が活動していない部位は、内因性信号Ｓ1の値が１に近づく（画像Ａと画像Ｂの輝度変化が小さい）。一方、神経細胞が活発である部位においては、内因性信号Ｓ1が低い値を示す。したがって、内因性信号Ｓ1の値が１に近い部位の検査点においては、刺激視標の初期基準輝度を最も明るい輝度（０ｄｂ）とする。内因性信号Ｓ1が或る閾値より低い部位の検査点においては、初期基準輝度を暗めの輝度（例えば、２０ｄｂ）とする。さらに、内因性信号Ｓ1のレベルに応じて、２段階のみでなく、３段階、４段階…というように段階的に変化させた輝度としても良い。内因性信号Ｓ1に対する初期基準輝度の対応関係は、予めテーブルとしてメモリ３８に記憶しておき、このテーブルに基づいて７６ヶ所の各検査点で初期基準輝度を決定する。

視野計測においては、制御部３０は始めにＬＣＤディスプレイ２０に呈示する各検査点の視標輝度を、上記のように決定された輝度としてスタートする。被検者からの応答ボタン３５の応答信号があった場合は、次にその検査点で呈示する輝度を所定輝度分（４ｄｂ）だけ順次下げる（暗くする）。被検者からの応答が得られなくなったら、逆に所定輝度分だけ上げる（明るくする）。視認応答の有無の前後では１ｄｂ分だけ輝度を増減し、最終的に視認できた最も暗い輝度をその検査点における閾値とする。これを７６ヶ所の検査点で実施する。各検査点でスタートする初期基準輝度を、他覚網膜機能の測定で得られた事前情報を基に定めることにより、常に一定（例えば、最も明るい輝度＝０ｄｂ）とする場合に比べて大幅に検査時間の短縮を図ることができる。すなわち、網膜感度が比較的良好な検査点においては、初期基準輝度を暗めの輝度（４０ｄｂに近い輝度）からスタートすることにより、計測時間が大幅に短くなる。

眼底上の７６ヶ所全ての視野計測が終了すると、図３に示すように、メモリ３４に記憶させておいたカメラ１８による眼底画像上に７６ヶ所全ての閾値を重ね合わせた計測結果がモニタ３１上に表示される。

以上の実施形態は種々の変容が可能である。例えば、他覚測定による内因性信号は、メモリ３４に記憶された観察画像Ｂの光量Ｐｂから観察画像Ａの光量Ｐａを差し引いた値（Ｐｂ−Ｐａ）としてもよい。

また、内因性信号Ｓ１，Ｓ２に対する所期基準輝度の対応関係は、連続的に細かく定めることも可能である。さらに、多数の被検眼について網膜機能測定を実施した結果の内因性信号の値、及び閾値検査方法の視野検査を実施した結果の閾値（輝度）のサンプルデータを予め得ておき、統計処理により両者の関係の近似曲線を求めることで初期基準輝度を決定することも考えられる。この場合、内因性信号に対する近似曲線の輝度から所定量分だけ明るくした輝度を、初期基準輝度として決定する。

また、上記のように他覚的に網膜機能を測定する光学系及び演算処理系を視野計の装置に組み込むことにより、光学系等の共通化を図ることができ、スペースの節約や経済的にも有利な装置とするとができるが、他覚的に網膜機能を測定する部分については別の装置であっても良い。この場合は、他覚的に測定された網膜機能情報（内因性信号の値）を、データ転送等により視野計に入力する手段を設ける。その網膜機能情報は、予め視野計測の各検査点に対応するデータのみを抽出して入力しても良いし、視野計の装置側で各検査点に対応するデータを抽出して使用するようにしても良い。

本実施形態における眼科装置の光学系を示した図である。本実施形態における眼科装置の制御系を示したブロック図である。モニターに表示される眼底像及び閾値輝度を示した図である。観察画像の取得手順を説明する図である。

符号の説明

１観察用光源
８撮影用光源
１５観察用カメラ
１９縮小レンズ
２０ＬＣＤディスプレイ
３０制御部
３２画像処理部
３４メモリ
３５応答ボタン

Claims

被検眼の視野内に呈示する刺激視標の位置及びその輝度を変化させる視標呈示手段であって、各検査点で呈示した刺激視標の輝度に対する被検者の視認の応答信号の有無によって所定輝度分だけ輝度を増減させた一定輝度の刺激視標を呈示する視標呈示手段を備え、被検者の自覚による網膜視野の感度閾値を計測する視野計において、可視刺激光の照射前後で撮像された眼底画像を処理することにより眼底の各部位で他覚的に測定された網膜の機能情報を示す内因性信号を入力する他覚情報入力手段と、該他覚情報入力手段により入力された内因性信号であって、前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の各検査点に対応する部位の内因性信号に基づいて刺激視標の初期基準輝度を検査点毎に決定する輝度決定手段と、を備えることを特徴とする視野計。
請求項１の視野計において、被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光学系の照明光により照明された被検眼眼底を対物レンズを介して撮像する撮像素子を持つ眼底撮像光学系と、該眼底撮像光学系により撮像された眼底画像をモニタに表示する表示手段であって、前記検査点毎に得られた網膜視野の感度閾値を眼底画像に重ね合わせて表示する表示手段と、を備え、前記視標呈示光学系は前記眼底撮像光学系の前記対物レンズを含む一部の光路を共用して被検眼の視野内に刺激視標を呈示する呈示光学系を持つことを特徴とする視野計。
被検眼の視野内に呈示する刺激視標の位置及びその輝度を変化させる視標呈示手段を備え、被検者の視認による応答を得て網膜の感度閾値を計測する視野計において、被検眼に可視刺激光を照射する刺激光照射光学系と、前記可視刺激光と異なる光により被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光により照明された眼底を対物レンズを介して撮像する撮像素子を持つ撮像光学系と、前記可視刺激光の照射前後で前記撮像素子により撮像された少なくとも２つの眼底画像に基づいて前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の各検査点に対応した網膜の機能情報を他覚的に得る画像処理手段と、該画像処理手段により得られた他覚的な網膜の機能情報に基づいて前記視標呈示手段で呈示する刺激視標の基準輝度を検査点毎に決定する輝度決定手段とを備え、前記視標呈示手段は前記撮像光学系の対物レンズを含む少なくとも一部の光路を共用して被検眼の視野内に刺激視標を呈示する呈示光学系を持つことを特徴とする視野計。